淺析影響10kV配網(wǎng)供電可靠性的因素及對策

吳登

【摘要】隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，廣大用戶對電力的依賴越來越大，對供電可靠性的要求也越來越高。因此，加強10kV配電網(wǎng)供電的可靠性研究是保障電網(wǎng)安全運行的首要條件。本文通過對當前影響10kV配電網(wǎng)供電可靠性的因素進行了分析，同時就相關(guān)的措施做了詳細的闡述。

【關(guān)鍵詞】10kV配電；可靠性； 影響因素；有效對策

近年來，國家對城網(wǎng)改造投入了大量資金，對電能質(zhì)量的提高起到積極的作用。隨著人民群眾日益增長的用電需求，而與之緊密聯(lián)系配電網(wǎng)也應該有相應的發(fā)展。

對配電網(wǎng)提出若干有效措施提高電網(wǎng)安全可靠運行。

一、影響10 kV配電網(wǎng)安全可靠性運行的因素

10 kV事故中，外力破壞占的比例最大。除此之外，影響10 kV配電網(wǎng)安全可靠性運行的主要因素是積污后引起的閃絡及各類過電壓。

（一）外力破壞對10 kV配網(wǎng)可靠性的影響

由于經(jīng)濟發(fā)展較快，原有的10 kV配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足供電可靠性的要求。首先，原有的10 kV配電網(wǎng)絡以架空線為主，接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式，新建的工業(yè)開發(fā)區(qū)和商住小區(qū)則通常采用環(huán)網(wǎng)供電，電源有的是從就近的架空線上取得。其次，由于在規(guī)劃網(wǎng)架未完善之前，部分用戶急于用電，按規(guī)劃實施一步到位投資難以落實，因此接線存在一定的臨時性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運行安全?？傊菂^(qū)尤其是老城區(qū)的10 kV配電網(wǎng)絡單薄，轉(zhuǎn)供電能力差，地形復雜，接線較亂，事故率高，供電可靠性低。另外，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，20世紀60、70年代建設的變電站10 kV設備、各路出線的容量及安全性能均已不適應用電負荷和經(jīng)濟發(fā)展的需要。其明顯的缺陷是：城區(qū)變電站大多數(shù)是該區(qū)域電網(wǎng)中的樞紐站，10 kV系統(tǒng)出線多，負荷大，運行年久。加之周圍環(huán)境因素，造成設備污染嚴重，設備絕緣強度下降，引發(fā)事故的概率逐年增高。

（二）10 kV配電網(wǎng)的閃路

在運行中，設備的絕緣長期承受工作電壓，當絕緣件表面積污后，只要表面污物達到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡。另一方積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低，在雷電沖擊和內(nèi)過電壓的沖擊下，很容易引起閃絡。

污閃有時發(fā)生在一相，也可能多相發(fā)生，還可能多處同時發(fā)生。當出現(xiàn)污閃后，容易引起單相接地，此時其余兩相電壓將升高，穩(wěn)態(tài)時為相電壓的倍，暫態(tài)時情況下可達成2.5倍相電壓。

在正常情況下，非故障相電壓幅值升高對絕緣并不造成威脅，若運行環(huán)境條件惡劣，絕緣件耐受電壓下降，在中性點不接地系統(tǒng)非故障相電壓副值升高允許運行的兩小時內(nèi)，有可能再出現(xiàn)閃絡點。其次，由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%～40%，使單相接地出現(xiàn)零序電壓。若變電所內(nèi)互感器特性較差，將激發(fā)鐵磁諧振，過電壓倍數(shù)比較高，還可能發(fā)生相絕緣閃絡擊穿，而觸發(fā)兩相接地短路。

（三）10 kV配電網(wǎng)的過電壓

電氣設備在電網(wǎng)中運行必須承受工頻電壓、內(nèi)部過電壓及大氣過電壓的作用，特別是環(huán)境條件惡劣，早期建設的設施，先天不足，爬距不夠，給電網(wǎng)的安全運行帶來很大威脅。

弧光接地過電壓是一種幅值很高的過電壓。當電網(wǎng)電容電流超過一定值時，若不采取措施，接地電弧難于熄滅，將激發(fā)起弧光接地過電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢必對電網(wǎng)的安全運行構(gòu)成很大威脅。

在一些早期建設的10 kV配網(wǎng)中，絕緣靠一個針式瓷瓶，這是電網(wǎng)中絕緣等級較低的環(huán)節(jié)，它不能承受直擊雷，感應過電壓也會引起閃絡。

二、提高10 kV配網(wǎng)供電可靠性的有效對策

（一）縮小配網(wǎng)的故障停電范圍，提高配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電能力。對單端電源供電的樹枝狀放謝性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長達幾公里或十幾公里的線路上任意一處發(fā)生故障，都會使全線停電。使用聯(lián)絡開關(guān)不但可以大大縮小停電范圍，同時也使安排停電范圍大大縮小。對于聯(lián)絡開關(guān)的選擇，當首推柱上式SF6開關(guān)。

目前，柱上式SF6開關(guān)的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分斷器、重合分斷器幾種，這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)越，壽命長，檢修周期長，安裝簡易，安裝工程造價較低等優(yōu)點。

柱上式SF6斷路器可以單獨安裝在支線或干線的中后段，具有自動開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關(guān)配合，自動斷開故障段。當S點發(fā)生故障時，柱上式SF6斷路器4會自動斷開，縮小了停電范圍。這種斷路器還可用作建立饋線之間的聯(lián)絡，提高供電能力。

自動重合器除了具有上述斷路的功能外，還有多次重合的功能，它是一種具有控制和保護功能的智能化開關(guān)，還具有與自動分斷器配合使用的功能。

自動分斷器是一種具有記憶故障電流次數(shù)并按設定次數(shù)實行分閘閉鎖的智能開關(guān)，它不能開斷故障電流，只能在上一級重合閘分閘后自動斷開。它與重合器配合使用，能最大限度地縮小故障停電范圍，自動恢復對非故障段的供電。分段器1設定記憶故障電流2次，分段器2、3、4設定記憶故障電流1次，當A點發(fā)生永久故障時，重合閘跳閘，分段器2分閘并閉鎖，重合閘合閘對非故障段恢復送電，當B點發(fā)生永久性故障時，重合閘第一次分閘時，分段器1記憶故障電流1次，但不分閘，重合器自動重合后再跳開，當重合器第二次跳閘時，分斷器1才分閘并閉鎖，重合器再次重合對非故障段恢復供電。

當然，柱上式SF6開關(guān)也有使用上的缺點，即故障段停電后變電站或調(diào)度不知道，直到用戶報告停電才知道，在一定程度上拖延了事故處理時間。

（二）采取綜合措施，認真解決污閃問題。10 kV配電網(wǎng)安全可靠的關(guān)鍵是解決閃絡誘發(fā)相間短路及過電壓燒毀設備問題。所以，必須采取綜合措施，以求得電網(wǎng)的安全可靠運行。對10 kV開關(guān)室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等，可以加裝防污罩。對于母排，可以加裝絕緣熱縮管。根據(jù)部分地的運行實踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動物造成短路。

另外，在變電站的10 kV開關(guān)室還可以采取一些其他的手段來防止污閃問題。如在10 kV開關(guān)室安裝吸濕器以降低空氣的濕度，破壞污閃的條件；貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則，以最小的投入保證設備的健康運行。

（三）對于落雷較多的10 kV線路，可以采取多種措施來提高其抗雷擊的能力。如采用瓷橫擔代替針式瓷瓶，針式瓷瓶改用瓷橫擔后，雷擊次數(shù)會明顯減少，只不過瓷橫擔的機械性能差，對于大檔距、大導線線路不適用。

隨著用電負荷的增加，市區(qū)內(nèi)使用電纜線路也要增加。在有電纜線段的架空線路，將避雷器裝在電纜斗附件，為防止電纜芯線對外皮放電，將接地引線和電纜的金屬外皮共接地，電纜另一端的外皮也應接地，如果是架空線路的中間有一段電纜時，則應該在電纜兩端裝設避雷器。

對于經(jīng)常處于開路運行，又經(jīng)常帶電的柱上開關(guān)而言，它相當于線路的終端。當開關(guān)的某一側(cè)落雷時，由于雷電波的反射疊加作用，使雷電壓升高一倍，對開關(guān)的危害很大。為此，在開關(guān)的兩側(cè)要安裝防雷裝置，并將接地線與開關(guān)的外殼相聯(lián)接。

結(jié)語：

總之，10kV配電網(wǎng)的供電可靠性研究要從各個不同的方面和角度出發(fā)，結(jié)合線路實地情況進行分析，然后尋出問題并加以解決。10kV配電網(wǎng)供電是現(xiàn)階段維持人民正常生活的一個基礎，所以對其的研究工作不容忽視。